Question

【題目】如圖所示，邊長為L，電阻為R，質(zhì)量為m的正方形金屬線圈abcd。將上述線圈平放在粗糙水平傳送帶上，跟傳送帶保持相對靜止，以速度v勻速運(yùn)動(dòng)。有一邊界長度為2L的正方形勻強(qiáng)磁場垂直于傳送帶向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線圈穿過磁場區(qū)域的過程中速度不變，下列說法中正確的是(　　)

A. 線圈進(jìn)入磁場時(shí)感應(yīng)電流的方向沿abcda

B. 線圈進(jìn)入磁場區(qū)域時(shí)受到水平向左的靜摩擦力，穿出磁場區(qū)域時(shí)受到水平向右的靜摩擦力

C. 線圈經(jīng)過磁場區(qū)域的過程中始終受到水平向右的靜摩擦力

D. 線圈經(jīng)過磁場區(qū)域的過程中，電動(dòng)機(jī)多消耗的電能為2B2L3v/R

Answer 1

【答案】D

【解析】

傳送帶傳送線圈時(shí)提供的能量轉(zhuǎn)化為線圈的內(nèi)能和電能，由右手定則即可判斷出感應(yīng)電流的方向，由左手定則判斷出安培力的方向，由共點(diǎn)力的平衡判斷出摩擦力的方向，由功能關(guān)系即可判斷出產(chǎn)生的電能；

A、線框向右運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入向上的磁場的過程中，bc邊切割磁感線，由右手定則可知，感應(yīng)電流的方向?yàn)?/span>adcba的方向，故A錯(cuò)誤；

B、線框向右運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入向上的磁場的過程中，bc邊切割磁感線，由右手定則可知，感應(yīng)電流的方向?yàn)?/span>dcbad方向，由左手定則可知，bc邊受到的安培力的方向向左，由于線框速度向右，所以受到的摩擦力的方向一定向右；

線框向右運(yùn)動(dòng)，出向上的磁場的過程中，感應(yīng)電流的方向?yàn)?/span>abcd方向，由左手定則可知，ad邊受到的安培力的方向向左，由于線框速度向右，所以受到的摩擦力的方向一定向右，故B錯(cuò)誤；

C. 線圈在進(jìn)、出磁場過程中受到向右的靜摩擦力作用，但是由于磁場的寬度大于線框的寬度，所以當(dāng)線框全部在磁場中運(yùn)動(dòng)的過程中，線框的磁通量不變，沒有感應(yīng)電流，線框不受安培力的作用，水平方向也沒有摩擦力的作用，故C錯(cuò)誤；

D. 線框進(jìn)入磁場和出磁場的過程中產(chǎn)生的電動(dòng)勢是相等的，都是：，回路中的電流：，受到的安培力：，進(jìn)入磁場的時(shí)間與出磁場的時(shí)間也相等,都是：,所以克服安培力做的功產(chǎn)生內(nèi)能為，即電動(dòng)機(jī)多消耗的電能為，故D正確。